李珊珊LI Shan-shan

（河南省豫東水利工程管理局，開封 475000）

0 引言

水利工程可能會深入軟土地基開展施工工作，由于軟土地基的性能比較差，必須使用專業(yè)的施工技術(shù)提升軟土地基的性能，滿足工程建設(shè)要求。由于相關(guān)使用技術(shù)具有一定復(fù)雜性，因此施工中需要嚴格管理施工質(zhì)量，采取嚴格的質(zhì)量控制措施，確保工程施工順利進行。

1 軟土地基概述

隨著對水利工程需求量的提升，以及技術(shù)水平的提升，越來越多的水利工程開始在軟土地基上建設(shè)，施工人員和技術(shù)人員對軟土地基的重視水平相比過去明顯提高，必須了解軟土地基的性質(zhì)，才能確保軟土地基上水利工程的有效性。

1.1 軟土地基概念

土體是砂粒、粉粒、粘粒的混合物，軟土的形成來自于第四紀后期地表流水形成的近代沉積物質(zhì)，其中超過總質(zhì)量50%的顆粒粒徑都在0.1 毫米以下。軟土的含水量很高，因此一般在地勢低洼、周圍水體比較豐富的位置分布。比如海濱、河流、湖濱、沿岸等等，這些地區(qū)有地表常年濕潤積水的特點，使得其生態(tài)系統(tǒng)十分發(fā)達和健全，在地表通常會有很多蘆葦、葉樟等水生植物分布，由于這些植物的生長循環(huán)，使得軟土中包含了很多腐蝕質(zhì)等其他有機物[1]。

多數(shù)軟土都是飽和的，使得軟土中的天然含水量遠大于液限，所以軟土的孔隙比都大于1，如果孔隙比超過1.5，則將其稱之為淤泥，在孔隙比處于1 和1.5 之間時，則將其稱為淤泥質(zhì)土。工程中將淤泥、泥炭、雜填土、飽和性粘土總稱為軟土，軟土地層除了包括軟土，還含有一定沙土和碎石土，會合其他不同種類的土體構(gòu)成互層。

軟土地基就是以軟土為主的地基，軟土和粉砂、泥炭等土層相間，其中還包括棄土、吹填土等構(gòu)成的地基，如果地基的土質(zhì)比較均勻，軟土地基可以達到近百米的深度。

1.2 軟土地基工程性質(zhì)分析

1.2.1 高壓縮性

軟土地基的孔隙比非常高，一般都在1.0 以上，并且軟土中還有大量微生物存在，并蘊含很多腐殖質(zhì)，因此其具有非常強的高壓縮性。軟土地基的壓縮系數(shù)一般在0.5-1.5 之間，在一些孔隙比非常高的軟土地基中，壓縮性甚至能達到4.5，彈性模量在4MPa 以下[2]。同時，軟土地基當中的顆粒礦物成分對軟土地基的壓縮性也有非常大的影像，如果物理性質(zhì)和指標不變，在軟土的液限指數(shù)非常大的情況下，會具有非常高的壓縮性。

1.2.2 抗剪強度低

在軟土不排水的情況下，抗剪強度一般為5-25kPa，但通常情況下，抗剪強度都在20kPa 以下；軟土的內(nèi)摩擦角一般為30°左右，隨著地表深度增加，將會導(dǎo)致正常固結(jié)的軟土層的不排水抗剪強度增大，每米可以增加1-2kPa，因此在軟土層固結(jié)速度增加的情況下，軟土層的抗剪特性也能得到改善。

1.2.3 透水性差

由于軟土的結(jié)構(gòu)，使得土體的豎向透水系數(shù)很低，如果軟土中還含有大量的有機質(zhì)，軟土的透水系數(shù)將會更低。透水性差導(dǎo)致軟土地基在荷載作用下固結(jié)速度較慢，達到固結(jié)狀態(tài)所需要的時間會很長，所以軟土地基強度的增長速度十分緩慢，壓實加固并不能有效改善軟土地基的強度。

1.2.4 觸變性

從本質(zhì)上看，軟土地基屬于絮凝狀結(jié)構(gòu)性沉積物，原狀土在沒有受到破壞時還會有比較強的結(jié)構(gòu)強度，但由于地質(zhì)活動、地表作用，以及施工過程中的影響，軟土地基的強度可能會明顯降低，迅速變?yōu)榱鲃討B(tài)，這就是軟土地基的觸變性。軟土地基受到擾動荷載之后，容易出現(xiàn)側(cè)向滑動、沉降、底面從兩側(cè)擠出等問題，隨著靜止時間的增加，其強度可能恢復(fù)，但是恢復(fù)的過程比較緩慢，很難重新達到原來的強度[3]。

1.2.5 流變性

在軟土荷載的作用下，剪應(yīng)力所產(chǎn)生的剪切作用會讓軟土地基緩慢變形，在荷載不變的情況下，軟土的骨架會骨架粘糯蠕變，土體也將同時變形，隨著黏土顆粒的增大，流變性會更加明顯。

2 軟土地基常用處理方法

2.1 換土墊層法

換土墊層法也被稱為換填法，該方法根據(jù)設(shè)計標準，將不符合強度要求的弱土層挖除，然后選擇具有較好氣密性的土料作為持力層，為了保證換填涂料所具有的性能，一般選擇素土、卵石、砂、礫、礦渣、灰土等材料，可以比較好地提升強度，也能控制墊土層的侵蝕性，是一種比較穩(wěn)定的材料。填土過程中使用分層填筑的方法，完成一層填筑后使用人工或者機械方法夯實土體，提升地基的穩(wěn)定性和保證抗變形能力，保證地基的承載力能達到設(shè)計要求。

換土墊層法要求處理地基的軟土層厚度比較薄，所以地基的深度一般控制在3 米以內(nèi)，但需要保證在0.5 米以上，如果墊層比較薄，則換填土層很難達到支撐效果。對膨脹土地基、濕陷性黃土、季節(jié)性凍土的處理中，也可以使用該方法，使用之前需要做好設(shè)計工作，有效就地取材和控制施工時間。由于施工中不需要使用特殊的機械設(shè)備，因此換土墊層法的施工費用要求很低。

2.2 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是解決淤泥軟粘土地基沉降問題的重要措施，該方法會在飽和軟土地基設(shè)置豎向排水體，通過排除飽和軟土中的孔隙水，可以將孔隙水的壓力轉(zhuǎn)化成軟土的應(yīng)力，從而提升地基的固結(jié)速度，并且提升軟土地基的密實度和強度，讓軟土地基承載力增加，降低軟土地基的沉降。使用該方法時，應(yīng)該根據(jù)透水性等因素選擇排水體，科學設(shè)置排水體系。

堆載預(yù)壓法。該方法通過在外部設(shè)置荷載增加土體內(nèi)部的總應(yīng)力，使軟土內(nèi)部能產(chǎn)生更強的附加應(yīng)力，用該方法處理淤泥質(zhì)土、沖填土等堆載材料，擁有非常大的軟土地基處理面積。

真空預(yù)壓法。真空預(yù)壓法在加固土體表面和周圍安裝封膜，使之與大氣隔絕然后抽成真空，利用孔隙水上流體作用，降低土體內(nèi)部的孔隙水壓力，依靠原有孔隙水壓力和現(xiàn)有孔隙水壓力形成的壓力差作用產(chǎn)生滲流，讓土體實現(xiàn)排水固結(jié)，有效增加效應(yīng)力，提升土體的承載能力。使用這種方法適合處理在加固區(qū)形成穩(wěn)定負壓界面的軟土地基，尤其在超軟土地基和危險邊坡附近軟土地基的處理中有很好的效果。

真空預(yù)壓綜合應(yīng)用。該方法通過增加土體的總應(yīng)力、降低孔隙中的水壓力，通過疊加使用兩種有效應(yīng)力，獲得最佳的處理效果。這種方法一般在軟粘土、超軟土中使用，可以獲得較快的固結(jié)速度和非常強的固結(jié)效果，必須保證兩者同時作用，才能確保疊加水平[4]。該方法一般使用在加固時間很短，而且時間比較緊迫的工程，適合在軟土厚度5 米以下的地基中，要進行超過半年以上的預(yù)壓工作。該方法具有經(jīng)濟實用的優(yōu)勢，而且施工比較方便。

2.3 加筋法

加筋法會將抗壓能力比較強的鋼片、土工聚合物等加筋材料埋設(shè)入土層，隨著土體顆粒的位移，會與拉筋之間產(chǎn)生摩擦，然后構(gòu)成一個整體。隨之粘土地基的整體性會明顯提升，讓地基承載力更強，極大程度上提升土體的抗剪強度，控制地基沉降，并保證地基的穩(wěn)定性。

土工合成材料法。該方法根據(jù)軟土的強度、韌性等力學特性，通過在軟土地基中擴大應(yīng)力提升土體的抗拉強度，改善軟土的復(fù)合土工結(jié)構(gòu)，也具有排水、隔離、補強等作用，在砂土、黏土中有比較好的應(yīng)用效果。

加筋土。加筋土會在土層中埋設(shè)抗拉性能比較強的拉筋，土體通過和拉筋摩擦、接觸構(gòu)成整體，進而提升土體的穩(wěn)定性。

2.4 重壓平臺法

重壓平臺法會將堤壩兩側(cè)的土、砂、土渣等在軟土地基上堆放，通過建立一個重壓平臺將軟土壓實固結(jié)。在重壓的過程中，固結(jié)的軟土地基會形成反壓荷載，地基軟土壓密后，可以將荷載移除，然后就可以提升軟土地基的抗剪強度，避免軟土地基出現(xiàn)側(cè)向破壞的情況，并且可以保證地基承載力滿足要求，降低工程建設(shè)過程中的沉降量。

2.5 擠密砂樁

擠密砂樁會使用振動氣管機、水沖等設(shè)備進行處理，軟土地基經(jīng)過鉆孔后，砂石、土、灰等粗砂材料會被灌入到孔中，之后就可以構(gòu)成密實的樁體結(jié)構(gòu)。該施工方法可以進一步分為振沖擠密樁和振動擠密樁；也可以根據(jù)所選用的填充材料分為灰土樁、碎石樁等等。

3 水利工程軟土地基施工質(zhì)量管理措施

3.1 施工前做好組織策劃

軟土地基處理時，需要做好對現(xiàn)場狀況的勘察，了解當?shù)氐牡匦蔚貏荩约斑M行外部環(huán)境的勘察和分析，然后在此基礎(chǔ)上制定施工計劃，防止負面施工因素影響，以便保證地基處理工作可以順利完成。施工人員需要進行勘察和分析工作，通過勘察水利工程施工地區(qū)域的地貌，分析地下水文地質(zhì)特點和地質(zhì)構(gòu)造，研究水利工程周邊建筑物的建設(shè)狀況[5]。完成對相關(guān)內(nèi)容的勘察工作，分析獲得到的勘察資料，分析當?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)特點，將分析結(jié)果作為施工措施優(yōu)化的指導(dǎo)，提升工程施工方案設(shè)計的科學性和可行性。

水利工程建設(shè)應(yīng)該避免在寒冷天氣中開展施工建設(shè)工作，如果外部的氣溫比較低，會導(dǎo)致深層攪拌樁的施工很難保證，因此，施工人員需要做好對氣象條件的檢查，保證工程施工的順利進行。

3.2 制定合理的施工工藝和流程

為了確保水利工程軟土地基的施工質(zhì)量，施工中必須制定合適的施工工藝和施工流程，并在施工中嚴格落實，以保證對軟土地基的有效控制，滿足工程施工的質(zhì)量要求。例如采取拋石擠淤施工之前，就要設(shè)定嚴格的施工工序，并在工程施工中嚴加管理。施工前應(yīng)該確認施工邊線，做好地表清理和排水工作，加強淤泥開挖，設(shè)然后再經(jīng)過清表之后，進行拋填作業(yè)，并使用機械碾壓。每一道工序完成后，都要進行質(zhì)量檢查，保證施工質(zhì)量能達到設(shè)計要求。

3.3 加強施工中的數(shù)據(jù)采集和分析

水利工程施工本身就有比較高的安全隱患，軟土地基施工讓施工安全問題變得更為嚴重。為了同時解決質(zhì)量控制和安全管理的要求，需要利用高效率的數(shù)據(jù)采集和分析，研究現(xiàn)場情況變化，分析施工過程中的安全風險。所以施工前，施工單位應(yīng)該組織施工人員入場收集工程相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)分析工程施工特點，辨別存在的各種安全隱患，然后在此基礎(chǔ)上進行施工設(shè)計，保證質(zhì)量控制和安全管理的兩方面效果[6]。

3.4 做好對軟土地基的評估工作

由于軟土地基普遍存在強度低、穩(wěn)定性不足的情況，為了能保證處理效果，就需要了解軟土地基的實際狀況，設(shè)置正確的加固方案。施工前，技術(shù)人員通過勘察數(shù)據(jù)，對軟土地基的承載力進行科學的分析和評估，以便了解軟土地基的各方面性能，確定土體結(jié)構(gòu)承載力、水平剪切力等數(shù)據(jù)。結(jié)合上述數(shù)據(jù)，再進行軟土地基加固工作和使用加固方法。

3.5 現(xiàn)場質(zhì)量管理

為了確保工程的施工質(zhì)量，施工單位需要使用合理的質(zhì)量控制措施，采用規(guī)范化的管理思路開展管理工作，最大化控制施工可能存在的質(zhì)量問題。施工中必須做好對材料的管理工作，為此材料入場之前需要進行質(zhì)檢，如果檢測不合格不得進入施工場地。進場之后，要對材料進行分類堆放，避免施工材料因為天氣等因素損壞。針對關(guān)鍵施工技術(shù)，必須做好對技術(shù)人員的培訓指導(dǎo)工作，保證施工人員了解技術(shù)應(yīng)用方法。

4 軟土地基水利工程施工項目

4.1 項目概況

某沿海城市處在海相、沖擊三角洲沉積土，其軟土地基包括很多生物礦，當?shù)氐奶烊缓屎芨?，軟土的壓縮性強，而且天然孔比較大，抗壓強度也比較低。為了滿足水利工程的建設(shè)要求，需要專門使用技術(shù)進行軟土地基的處理工作。

4.2 換填墊層技術(shù)應(yīng)用

換填墊層地基處理技術(shù)是目前軟土地基比較常用的方法，針對厚度相對交底的軟土層有比較好的效果。施工中先要將表面的軟土全部去除，之后將其換填成具有更高性能的砂石、卵石等材料，提升材料的透水性，并降低材料壓縮性，通過該方法可以提升排水固結(jié)速度，并且能提升地基的承載力。完成換填工作后，為了保證持力層的穩(wěn)定性，還需要對地基進行夯實處理。

換填施工的過程中，應(yīng)該做好對坑內(nèi)的清理工作，保證所有積水都排放干凈，還要加強對地基周邊的固定工作，然后選擇合適的材料進行攪拌。在該項工作中，需要結(jié)合現(xiàn)場狀況進行材料選擇，在選擇頂級砂粒使，應(yīng)該選擇顆粒不均勻度在10 以內(nèi)的材料；如果使用人工級砂礫，需要在施工前進行密度試驗，然后找到最合適的礦石。在沒有上述兩種材料時，可以使用細砂作為墊層，然后向其中摻入碎石，以控制含石量在50%以下。

施工質(zhì)量控制過程中，應(yīng)該嚴格按照施工工藝流程進行操作，施工前應(yīng)該做好對材料的鋪平和振搗工作，施工過程中應(yīng)該嚴格進行接頭位置的控制，確保接頭的斜坡性質(zhì)。對于間層可以錯開一定距離，滿足現(xiàn)場施工需要。對材料機型鋪設(shè)時，需要使用合理的方法進行鋪設(shè)，比如使用平振法、碾壓法等等。而且，施工過程中必須要保證排水的流暢性，針對現(xiàn)場情況建設(shè)排水設(shè)施，有效解決現(xiàn)場的沖刷和淤泥問題。施工后遺棄的材料需要清理干凈，廢棄物的堆放地點必須與河道保持距離。

本工程的提防工程施工中，使用換填墊層進行了軟基的處理工作，使用該方法之后可以保證地基的承載能力，可以保證工程建設(shè)的順利進行。

4.3 注漿加固技術(shù)應(yīng)用

注漿加固技術(shù)也成為壓力注漿法，施工中會使用液壓或者氣壓的方式實現(xiàn)漿液的注漿，推動漿體均勻地進入地層，之后漿液會以填充、滲透等形式，在土體的裂縫和空洞中擴展，然后漿液就會和原來的土體膠粒結(jié)合，讓軟土地基能構(gòu)成一個整體，極大程度上解決地基強度和穩(wěn)定性的問題。

施工過程中，漿液一般選擇水泥漿或者水泥粉煤灰漿，針對軟土地基上的硬殼，也可以將其作為封壓層；如果軟土地基上并沒有形成硬殼體，可以專門進行碾壓，以獲得封壓層。如果軟土地基的砂礫比較多，就可以使用分段式注漿的方式，注漿的過程中應(yīng)該做好對注漿壓力的控制，避免注漿壓力過大破壞軟土地基結(jié)構(gòu)，或者壓力過小導(dǎo)致注漿效果不足。雖然注漿壓力增大能夠獲得更大的擴散距離，但是注漿的壓力必須控制在土層強幅度以下，為此可以專門開展注漿試驗，確定最合適的注漿壓力。確定注漿壓力之后，應(yīng)該合理布置注漿孔，成孔之后要使用壓縮空氣進行清孔，不能用水沖洗，防止破壞鉆孔。

為了保證效果，還需要確定合適的加固深度，避免注漿之后出現(xiàn)過于嚴重的變形或者沉降，制備漿液時，也應(yīng)該選擇合適的材料，保證注漿質(zhì)量和地基的承載力提升效果。本工程中再對軟基加固中，通過使用注漿技術(shù)有效提升了承載力，獲得了較好的效果。

4.4 樁基法應(yīng)用

樁基法使用過程中使用三角形方式進行布設(shè)工作，控制樁間距在200 厘米，進行擠密施工之前，應(yīng)該進行樁位的復(fù)核工作，在確定方位正確后再進行施工。成樁之后也要做好檢查工作，查看現(xiàn)場是否存在偏差，如果發(fā)現(xiàn)偏差超出質(zhì)量控制要求，需要進行分補樁或者糾偏等工作。

為了保證擠密石樁的施工質(zhì)量，施工過程中應(yīng)該做好質(zhì)檢工作，施工之前應(yīng)該根據(jù)工程設(shè)計要求，對每根擠密樁的填料量進行計算，確定樁身的垂直度，和孔深，而且要對測量之后的結(jié)果進行記錄。

5 結(jié)束語

水利工程在軟土地基中建設(shè)時，必須做好軟土地基的勘察工作，了解軟土地基性能和參數(shù)，分析地基的構(gòu)成特點，之后根據(jù)分析結(jié)果確定地基加固技術(shù)。施工中，必須嚴格控制質(zhì)量，避免施工風險和確保施工的順利進行，需要針對重要施工技術(shù)做好交底和施工人員培訓工作，嚴格管理，控制施工工序，保證施工方案順利落實。